(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗りかごと該乗りかごが昇降移動する昇降路の固定部との間を連絡し、Ｕ字湾曲部を形成して吊り下げられるテールコードの制振構造であって、
前記テールコードの全長もしくは前記乗りかごの移動によって前記テールコードがＵ字湾曲部を形成する部分の長手方向に沿って一体的に形成される可撓性の中空管と、該中空管に注入される液体とを備え、前記中空管の両端が開口されてなるテールコードの制振構造。
【請求項２】
前記中空管の両端の前記開口に、開口量を調節する調節手段が設けられることを特徴とする請求項１に記載のテールコードの制振構造。
【請求項３】
前記中空管に注入される前記液体は、設定された粘度を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のテールコードの制振構造。
【請求項４】
前記中空管に注入される前記液体の液面には、難蒸発性の油膜が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のテールコードの制振構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強風や地震による建物の揺れ等、その他の種々の要因によって生じるエレベータのテールコードの揺れを制振する制振構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベータの乗りかごには、昇降路の壁の固定部との間を連絡するテールコードが吊り下げられている。このテールコードは、乗りかごに電力を供給するための電力線や、乗りかごとエレベータの制御盤との間で種々の制御信号を送受信するための信号線等、種々の電線によって構成される。
【０００３】
ところで、エレベータを備えた建屋が強風を受ける場合や、地震の発生、特に長周期の地震動の発生等により建屋が揺れる場合、テールコードは大きく揺動する。このような場合、昇降路の壁面にテールコードが衝突することにより、他の機器類や部材などを損傷し、テールコード自身も損傷するおそれがある。また、昇降路の壁面に衝突したテールコードは、機器類等に絡みつきやすく、この絡んだ状態で乗りかごが移動した場合、機器類を破損する等の事故を招くおそれがある。
【０００４】
テールコードの揺動を抑制する装置として、テールコードの長手方向に沿って可撓性のある中空管を一体的に取り付け、この中空管の中に液体または粉体を封入してＵ字状の湾曲部に滞留させておくことにより、重量付加による制振作用と液体等が中空管内を移動することによる振動減衰作用を生じさせ、テールコードの揺れを抑えるようにした制振装置が開示されている（特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１８６１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術によれば、液体等が中空管内に封入されていることから、パイプの両端部は封止され、中空管に内包される液体等は密封された状態となっていることが考えられる。このため、テールコードが揺動した場合、中空管内に封入された液体等は、中空管内の空気の抵抗を受けて移動が制限されることになる。このように、中空管内で液体等の移動が制限されると、地震等の発生によりテールコードが大きく揺動した場合、テールコードの振動を十分に制振させることが困難となる。
【０００７】
本発明は、地震や強風等の発生に伴うテールコードの大きな揺動に対して十分な制振作用を生じさせることができるテールコードの制振構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、乗りかごと乗りかごが昇降移動する昇降路の固定部との間を連絡し、Ｕ字湾曲部を形成して吊り下げられるテールコードの制振構造であって、テールコードの全長もしくは乗りかごの移動によってテールコードがＵ字湾曲部を形成する部分の長手方向に沿って一体的に形成される可撓性の中空管と、この中空管に注入される液体とを備え、中空管の両端が開口されてなることを特徴とする。
【０００９】
本発明のように中空管の両端を開口させた構造とすることにより、液体が中空管内を移動するときに受ける空気の抵抗は大幅に低減され、または、空気の抵抗を殆ど受けない状態となるため、液体が中空管内を自由に移動することが可能になる。このように液体が自由に揺動することにより、動吸収器として優れた制振作用が発揮されるため、地震の発生や強風等の影響によってテールコードが大きく揺動しても、十分な制振減衰の効果を得ることができる。
【００１０】
この場合において、中空管の両端の開口には、開口量を調節する調節手段が設けられているものとする。これによれば、中空管内を液体が移動する際に開口を通過する空気の抵抗を調節することができるため、液体の減衰比を最適な状態に調節し、動吸収器としての制振作用を最大限に発揮させることが可能になる。
【００１１】
また、開口量を調節する手段とともに、或いは、これに代えて、設定された粘度の液体を中空管に注入するようにしてもよい。すなわち、液体の粘度は、液体が中空管内を移動する際に受ける抵抗となるため、例えば、予め設定された減衰比等に対応する所定の粘度の液体を用いることにより、減衰力を調節し、液体の制振作用を最大限に発揮させることが可能になる。
【００１２】
また、中空管に注入される液体の液面に難蒸発性の油膜を形成することにより、液体の蒸発を抑制できるため、制振作用を長期間維持するとともに、液体の補充に伴うメンテナンスの間隔を長くすることが可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のテールコードの制振構造によれば、地震や強風等の発生に伴うテールコードの大きな揺動に対して十分な制振作用を生じさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を適用してなるエレベータのテールコードの制振構造の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本実施の形態によるエレベータのテールコードの制振構造を示す正面図である。図２は、本実施の形態によるテールコードの制振構造の一部を示す拡大図である。図３は、本実施の形態においてエレベータが最上階にある場合のテールコードの制振構造を示す正面図である。図４は、本実施の形態においてエレベータが最下階にある場合のテールコードの制振構造を示す正面図である。図５は、本実施の形態においてジャンクションボックスが機械室床面に設置された場合のテールコードの制振構造を示す正面図である。
【００１６】
図１に示すように、昇降路内には乗りかご２が主ロープ１によって懸架されており、その制御信号及び電力等はテールコード３により昇降路と乗りかご２との間で伝達される。
【００１７】
このテールコード３は、一般に、制御線や電力線等の複数の多芯ケーブルとテールコード３の重量を支えるための補強材であるスチールコード等を絶縁材料により被覆して形成される。テールコード３は、ねじれを防ぐために断面が矩形に形成されており、乗りかご２の移動範囲を考慮した長さで、Ｕ字湾曲部８をもたせながら、建屋の中間階の昇降路壁７に設置されるジャンクションボックス６と乗りかご２とにそれぞれ端部が接続されている。
【００１８】
図２に示すように、テールコード３の短手方向（幅方向）の両側には、可撓性のフレキシブル管４がそれぞれテールコード３の長手方向に沿って一体的に形成されている。フレキシブル管４は、接着剤等による接着、または連結部材による結束あるいは一体成形等により、テールコード３と一体化して設けられる。このフレキシブル管４は、テールコード３の変形に応じて自在に変形し、かつ、注入された液体に対して不溶性を有する高分子材料等により形成され、長手方向の一端から他端にかけて連通する中空形状となっている。
【００１９】
フレキシブル管４の管内には、端部から注入された所定量の液体５がＵ字湾曲部８に滞留している。ここで、フレキシブル管４の両端には開口部９が形成されており、両端は常に開放された状態となっている。開口部９の開口量は、後述する調節手段により調節可能になっている。液体５については、特に制限されるものではなく、水等を用いてもよいが、蒸発を抑制する点から、沸点の低い液体は好ましくない。
【００２０】
本実施の形態では、２本のフレキシブル管４を配置する例を示しているが、フレキシブル管４に注入された液体は、動吸振器としてテールコードに制振力を与えるため、テールコード３にねじる力が生じない配置であれば、これに限らず、例えば、テールコード３の短手方向の中央に１本だけ配置し、あるいはこの１本と両側の２本を含めた３本の配置とすることもできる。
【００２１】
フレキシブル管４は、その両端が開口部９により開放されているため、管内に内包される液体５は自由に移動することができる。したがって、乗りかご２の移動に伴って管内の液体５も移動し、テールコード３が振動した場合に最も振動するＵ字湾曲部８に滞留する。
【００２２】
テールコード３のＵ字湾曲部８の位置は、乗りかご２の位置によって変化する。図３に示すように、乗りかご２が最上階にあるときは、テールコード３のＵ字湾曲部８は、中間階の昇降路壁７に設置されたジャンクションボックス６側の端部近傍に位置する。また、図４に示すように、乗りかご２が最下階にあるときは、テールコード３のＵ字湾曲部８は、乗りかご２側の端部近傍に位置する。乗りかご２がこの２つの位置にある場合、フレキシブル管４に内包できる液体５の長さは最も短くなる。
【００２３】
フレキシブル管４の両端は開口しているため、例えば、フレキシブル管４のＵ字湾曲部８の長さよりもフレキシブル管４に内包される液体の長さが長くなると、端部の開口部９から液体が漏れ出すことになる。したがって、フレキシブル管４に内包される液体の長さは、フレキシブル管４のＵ字湾曲部８の長さよりも短くする必要がある。この液体の長さで必要な液体の質量が確保できない場合は、フレキシブル管４の径を大きくするか、本数を増やすか、もしくは比重の大きな液体を用いる必要がある。
【００２４】
図１，３，４では、ジャンクションボックス６が建屋の中間階に位置する例を示したが、ジャンクションボックス６は建屋の中間階よりも上方に設置される場合がある。図５に示すように、巻き上げ機１０が設置される機械室の床面１２にジャンクションボックス６が設置される場合、乗りかご２が最上階に位置しても、ジャンクションボックス側の端部近傍のテールコード３には、Ｕ字湾曲部８を形成しない直線部分１１が存在する。この場合、液体５はテールコード３の直線部分１１には移動することがないため、この部分のフレキシブル管４は不要となる。
【００２５】
強風により建屋が大きく揺れる場合や、地震、特に振動周期の長い長周期地震動等により建屋が大きく揺れる場合、テールコード３も大きく振動しようとするが、本実施の形態の制振構造によれば、フレキシブル管４に内包される液体５はその振動に応じて管内を自由に移動し、動吸振器としての作用を生じさせるため、テールコード３を効果的に制振する。
【００２６】
次に、フレキシブル管４の両端の開口部９に、開口量を調製する調整手段を取り付けた場合の一例について説明する。この調整手段は、開口量を調製できる構成のものであれば、特に限定されず、手動式、自動式の調整弁、バルブなどを適用することができる。
【００２７】
流体を用いた動吸振器の開発例（例えば、日本機械学会講演論文集（「同調液体ダンパーによる回転運動の制振」  Ｎｏ.９７４−２，１９９７，ｐ４９−５０参照。）によれば、フレキシブル管４に内包される液体５を動吸振器として最も有効に作用させるためには、テールコード３の質量をｍ１、液体５の質量をｍ２とし、質量比μ＝ｍ２／ｍ１を０．０５程度に設定する必要がある。この関係から、液体５の注入量（質量）が求められる。また、テールコード３の固有振動数をｆ１、Ｕ字湾曲部８の管内の液体５の固有振動数をｆ２とした場合、動吸振器の定点理論（例えば、長松昭男編  「ダイナミクス  ハンドブック」朝倉書店  ｐ３５３−ｐ３５５参照。）によると、最適同調とするためには、式（１）の関係を満たす必要がある。
【００２８】
【数１】
0005231851.tif 000002
また、Ｕ字湾曲部８の管内液体系の最適減衰比ζｏｐｔは、式（２）を満たす必要がある。
【００２９】
【数２】
0005231851.tif 000003
式（２）に示すように、フレキシブル管４に内包される液体５を動吸振器として最も有効に作用させるためには、Ｕ字湾曲部８の管内液体系の減衰比を最適減衰比に調整（チューニング）する必要がある。この調整方法としては、フレキシブル管４の両端に取り付けた調整手段によって、開口部９の開口量を調製し、開口部９を通過する空気に所定の抵抗を与えることにより、Ｕ字湾曲部８の管内液体系の減衰比を式（２）に示される最適減衰比に調節する。
【００３０】
ここで、Ｕ字湾曲部８の管内液体系の減衰比を最適減衰比にする開口部９の開度は、液体の密度をρ、フレキシブル管４の内径をＤ、液体の変位をＸｄ、流量係数をα、開口部９の内径をｄ、開口比を（ｄ／Ｄ）２とすると、式（３）で表される。
【００３１】
【数３】
0005231851.tif 000004
このようにして求められた開口部９の内径ｄを目標値として、調整手段により開口量を調製し、液体５の減衰比を最適な状態に調節することにより、動吸収器としての液体５の制振作用を最大限に発揮させることが可能になる。
【００３２】
ところで、開口部９は調節手段が設けられているか否かに関わらず、開口が上向きになっていると、フレキシブル管４内に塵埃が入ることが考えられる。メンテナンスフリーにするためには、この開口にカバー等を設置し、あるいは開口を上向きではなく横向きにする等の工夫が必要となる。
【００３３】
また、長期間使用した場合、フレキシブル管４に内包される液体５が蒸発して減少する可能性がある。これについてもメンテナンスフリーにするためには、液体として、蒸発しにくい物質、つまり沸点の低い液体を用いるとか、開口部９を蒸発しにくい構造にする等の工夫が必要である。また、液体５の液面には、蒸発しにくい所定の油膜を形成することもできる。
【００３４】
その他、Ｕ字湾曲部８の管内液体系の減衰比を調整（チューニング）する方法としては、フレキシブル管４に内包された液体５に粘度の高い液体を用いて、Ｕ字湾曲部８の管内液体系の減衰比を最適減衰比に調節する方法がある。
【００３５】
Ｕ字湾曲部８の管内液体系の減衰比を最適減衰比にする液体の粘度λは、減衰力がフレキシブル管４の内壁の摩擦による抵抗力で与えられるとすると、フレキシブル管内の液体の長さをＬとした場合、式（４）で表され、これにより液体５の粘度λを決定することができる。
【００３６】
【数４】
0005231851.tif 000005
また、Ｕ字湾曲部８の管内液体系の減衰比を最適減衰比にする方法として、開口部９の開度を調節する方法と液体５の粘度を調整する方法を併用してもよい。この場合、開口部９の開度を調節して得られる減衰比と液体５の粘度により得られる減衰比との和が、最適減衰比になるように設定すればよい。なお、蒸発しにくく、Ｕ字湾曲部８の管内液体系の減衰比を最適減衰比にする適度な粘度を与える液体としては、シリコン油等がある。
【００３７】
以上述べたように、本実施の形態によれば、フレキシブル管４の両端に開口部９を形成しているため、エレベータの乗りかご２が移動しても、液体５はテールコード３の中で最もよく振動するＵ字湾曲部８に移動し、Ｕ字湾曲部８において動吸振器として作用する。これにより、強風を受けて建屋が大きく揺れる場合や、地震の発生、特に長周期の地震動が発生して建屋が揺れる場合でも、テールコード３を効果的に制動することができる。
【００３８】
また、本実施の形態では、動吸振器の定点理論を用いてフレキシブル管４に内包された最小限の液体質量で最も有効にテールコード３を制振する場合について説明したが、固有振動数を最適同調にし、Ｕ字湾曲部８の管内液体系の減衰比を最適減衰比に調節する手段を講じなくても、フレキシブル管４の両端を単に開放するだけの簡単な構成で、地震や強風等の発生に伴うテールコードの大きな揺動に対し、最適同調の場合よりは劣るが、制振作用を生じさせることができる。
【００３９】
また、本実施の形態では、エレベータのテールコード３を例に説明したが、Ｕ字湾曲部を持つ長尺物、例えばコンペンチェーンにも同様の制振構造を適用することができる。また、エレベータのＵ字湾曲部を持つ長尺物だけでなく、他の機器のＵ字湾曲部を持つ長尺物にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態によるテールコードの制振構造を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態によるテールコードの制振構造の一部を示す拡大図である。
【図３】本実施の形態においてエレベータが最上階にある場合のテールコードの制振構造を示す正面図である。
【図４】本実施の形態においてエレベータが最下階にある場合のテールコードの制振構造を示す正面図である。
【図５】本実施の形態においてジャンクションボックスが機械室床面に設置された場合のテールコードの制振構造を示す正面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  主ロープ
２  乗りかご
３  テールコード
４  フレキシブル管
５  液体
６  ジャンクションボックス
７  昇降路壁
８  Ｕ字湾曲部
９  開口部
１０  巻き上げ機
１１  直線部分
１２  機械室の床面
【図１】
0005231851.tif 000006
【図２】
0005231851.tif 000007
【図３】
0005231851.tif 000008
【図４】
0005231851.tif 000009
【図５】
0005231851.tif 000010